專利名稱：波長復(fù)用器/解復(fù)用器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及波長復(fù)用器/解復(fù)用器及其制造方法，并且具體涉及實(shí)現(xiàn)無熱化 (athermalization)的波長復(fù)用器/解復(fù)用器及其制造方法。
背景技術(shù)：
作為用于抑制陣列波導(dǎo)衍射光柵(AWG)的傳輸波長的溫度依賴性并實(shí)現(xiàn)無熱化的方法，已主要提出了兩種方法并付諸實(shí)踐使用。用于實(shí)現(xiàn)無熱化的第一方法是下述方法，其中在AWG的陣列波導(dǎo)或者平板波導(dǎo)中提供與光學(xué)路徑相交叉的溝槽，并且其中將具有折射率的負(fù)溫度依賴性并且具有的溫度依賴性的絕對值是組成波導(dǎo)的材料(一般為的二氧化硅基玻璃)的折射率的溫度依賴系數(shù)的幾十倍的溫度補(bǔ)償材料(一般是有機(jī)硅樹脂)填充到溝槽中，從而消除了波導(dǎo)本身的折射率的溫度依賴性(見日本專利No. 3436937)。用于實(shí)現(xiàn)無熱化的第二方法是下述方法，其中，在AWG芯片中，將AWG的輸入(輸出)波導(dǎo)的一部分與其余部分分離，或者輸入(輸出)波導(dǎo)和在平板波導(dǎo)的輸入(輸出) 波導(dǎo)側(cè)上的一部分與其余部分分離，并且其中，通過使用具有大于芯片的熱膨脹系數(shù)的熱膨脹系數(shù)的補(bǔ)償構(gòu)件將兩個(gè)部分彼此連接，從而兩者之間的相對位置根據(jù)溫度的變化而變化，以使得輸入(輸出)波導(dǎo)跟隨平板波導(dǎo)端處的聚焦位置隨著溫度的變化而產(chǎn)生的變化 (見日本專利No. 3434489)。在日本專利特開No. 2001-188141中公開了一種通過將折射率匹配材料填充到分離的芯片之間的空間中來抑制反射或輻射損失的技術(shù)。另外，在日本專利特開No. 2001-188141公開的技術(shù)中，為了確?？煽啃裕T如來自波導(dǎo)玻璃的潮濕性的保護(hù)，使用了其中整個(gè)芯片浸沒在折射率匹配的材料中并且被密封的模塊。另一方面，作為擴(kuò)展陣列波導(dǎo)衍射光柵(AWG)的傳輸波長帶寬的方法，提出了 MZI-AWG，其中在陣列波導(dǎo)的輸入波導(dǎo)中提供了馬赫-增德爾干涉儀(MZI)，以將AWG和MZI 的頻率特性彼此同步(見日本專利No. 3256418)。作為對該MZI-AffG的傳輸波長進(jìn)行無熱化的方法，通過應(yīng)用上述AWG無熱化方法，主要提出了兩種方法(見日本專利特開No. 2009-186688和日本專利特開 No.2009-180837)。用于實(shí)現(xiàn)MZI-AWG的無熱化的第一方法是下述方法，其中在MZI的支路波導(dǎo)和AWG 的陣列波導(dǎo)或平板波導(dǎo)中提供與光通道相交叉的溝槽，并且其中將具有折射率的負(fù)溫度依賴性并且具有的溫度依賴性的絕對值是組成波導(dǎo)的材料的溫度依賴系數(shù)的幾十倍的溫度補(bǔ)償材料填充在溝槽中。用于實(shí)現(xiàn)MZI-AWG的無熱化的第二方法是下述方法，其中在形成于MZI的支路波導(dǎo)中以與支路波導(dǎo)相交叉的溝槽中填充具有折射率的負(fù)溫度依賴性并且具有的溫度依賴性的絕對值是組成波導(dǎo)的材料的折射率的溫度依賴系數(shù)的幾十倍的溫度補(bǔ)償材料，并且其中在AWG芯片中，將AWG的輸入(輸出)波導(dǎo)的一部分與其余部分分離，或者將輸入(輸出)波導(dǎo)和在平板波導(dǎo)的輸入(輸出)波導(dǎo)側(cè)上的一部分與其余部分分離，并且其中通過使用具有大于芯片的熱膨脹系數(shù)的熱膨脹系數(shù)的補(bǔ)償構(gòu)件將兩個(gè)部分彼此連接，從而兩者之間的相對位置根據(jù)溫度的變化而變化，以使得輸入(輸出)波導(dǎo)跟隨平板波導(dǎo)端處的聚焦位置隨著溫度的變化而產(chǎn)生的變化。在這些當(dāng)中，在用于實(shí)現(xiàn)MZI-AWG的無熱化的第二方法中，從如上所述的確保可靠性的觀點(diǎn)，優(yōu)選地將包括MZI-AWG的整個(gè)芯片浸沒在折射率匹配材料中。然而，在該情況下，折射率匹配材料可以接觸填充到MZI部分中的溫度補(bǔ)償材料，并且因此折射率匹配材料或者包含在其中的雜質(zhì)混入溫度補(bǔ)償材料中，由于相互的化學(xué)反應(yīng)使溫度補(bǔ)償材料的溫度補(bǔ)償特性劣化，或者可能發(fā)生溫度補(bǔ)償材料從溝槽壁表面上的脫落，從而產(chǎn)生問題。另外，即使在包括MZI-AWG的整個(gè)芯片沒有浸沒在折射率匹配材料中的情況下， 從抑制反射或輻射損失的觀點(diǎn)，優(yōu)選地將折射率匹配材料填充在平板波導(dǎo)中的分離部分中。在該情況下，為了防止在MZI中提供的溫度補(bǔ)償材料和填充到上述分離部分中的折射率匹配材料彼此接觸，溫度補(bǔ)償材料填充部分需要與折射率匹配材料填充部分隔開，從而造成尺寸變大的問題。為了解決這些問題，還提出了用保護(hù)膜覆蓋在MZI中提供的溫度補(bǔ)償材料的表面的方法(見日本專利特開No. 2009-180837)，以及形成用于抑制溫度補(bǔ)償材料的流出的溝槽等的方法(見日本專利特開No. 2006-330280)。然而，由于構(gòu)件或步驟的數(shù)目的增加使得這些方法造成成本增加的問題。另外，上述保護(hù)膜、用于抑制流出的溝槽等需要被提供在包括MZI-AWG的芯片中，從而使設(shè)備更加復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種波長復(fù)用器/解復(fù)用器，其包括馬赫-增德爾干涉儀和陣列波導(dǎo)衍射光柵，所述波長復(fù)用器/解復(fù)用器具有簡單的構(gòu)造，并且能夠降低在馬赫-增德爾干涉儀中提供的溫度補(bǔ)償材料的溫度補(bǔ)償特性的劣化并且減少溫度補(bǔ)償材料的脫落，以及制造波長復(fù)用器/解復(fù)用器的方法。本發(fā)明的第一方面是波長復(fù)用器/解復(fù)用器，其包括具有耦合到一個(gè)或多個(gè)第一波導(dǎo)的兩個(gè)支路波導(dǎo)的馬赫-增德爾干涉儀；以及陣列波導(dǎo)衍射光柵，其包括耦合到所述馬赫-增德爾干涉儀的第一平板波導(dǎo)、耦合到所述第一平板波導(dǎo)的具有不同光學(xué)路徑長度的多個(gè)波導(dǎo)的陣列波導(dǎo)、耦合到所述陣列波導(dǎo)的第二平板波導(dǎo)、以及平行地布置的并耦合到所述第二平板波導(dǎo)的多個(gè)第二波導(dǎo)，其中所述第一平板波導(dǎo)在與通過所述第一平板波導(dǎo)的光的路徑相交的平面中分離，所述波長復(fù)用器/解復(fù)用器進(jìn)一步包括第一構(gòu)件，其中提供有分離的第一平板波導(dǎo)中的一個(gè)和馬赫-增德爾干涉儀；第二構(gòu)件，其中提供有分離的第一平板波導(dǎo)中的另一個(gè)和陣列波導(dǎo)；以及溫度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，其通過根據(jù)溫度的變化移動第一構(gòu)件和第二構(gòu)件中的至少一個(gè)來改變分離的第一平板波導(dǎo)中的一個(gè)和分離的第一平板波導(dǎo)中的另一個(gè)之間的相對位置，從而陣列波導(dǎo)衍射光柵的傳輸中心波長的溫度依賴性降低，其中與支路波導(dǎo)交叉設(shè)置的溝槽形成在馬赫-增德爾干涉儀的兩個(gè)支路波導(dǎo)中的至少一個(gè)中，并且在所述溝槽中以及在分離的第一平板波導(dǎo)中的一個(gè)和另一個(gè)之間填充相同的補(bǔ)償材料，其具有匹配陣列波導(dǎo)衍射光柵的波導(dǎo)芯和馬赫-增德爾干涉儀的折射率、與波導(dǎo)芯的溫度依賴系數(shù)不同的溫度依賴系數(shù)和可塑性或流動性。本發(fā)明的第二方面提供了一種用于制造根據(jù)權(quán)利要求1的波長復(fù)用器/解復(fù)用器的方法，所述方法包括以下步驟準(zhǔn)備其中形成有陣列波導(dǎo)衍射光柵、馬赫-增德爾干涉儀、以及溫度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的構(gòu)造；并且將相同的補(bǔ)償材料填充到溝槽中，以及在分離的第一平板波導(dǎo)的一個(gè)和另一個(gè)之間。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的波長復(fù)用器/解復(fù)用器的俯視圖。圖2是當(dāng)沿著圖1的A-A’線看時(shí)的截面圖。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的波長復(fù)用器/解復(fù)用器和沒有溫度補(bǔ)償?shù)牟ㄩL復(fù)用器/解復(fù)用器中的每一個(gè)的傳輸中心波長的溫度依賴性的曲線圖。圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的波長復(fù)用器/解復(fù)用器和根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)示例的波長復(fù)用器/解復(fù)用器中的每一個(gè)的傳輸中心波長變化的時(shí)間變化的曲線圖。圖5是示出制造根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的波長復(fù)用器/解復(fù)用器的步驟的視圖。圖6是示出制造根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的波長復(fù)用器/解復(fù)用器的步驟的視圖。
具體實(shí)施例方式以下，將參照附圖來詳細(xì)解釋本發(fā)明的實(shí)施例。同時(shí)，在以下解釋的附圖中，具有相同功能的部分被給予相同的附圖標(biāo)記，并且省略了重復(fù)解釋。(第一實(shí)施例)圖1是根據(jù)第一實(shí)施例的波長復(fù)用器/解復(fù)用器的俯視圖，圖2是當(dāng)沿著圖1的 A-A'線看時(shí)的截面圖。在圖1中，在外殼2中，提供了波長復(fù)用器/解復(fù)用器1(以下，可以簡稱為“芯片”)。波長復(fù)用器/解復(fù)用器1包括第一襯底部分3a和第二襯底部分北，其中第一襯底部分3a和第二襯底部分北經(jīng)由補(bǔ)償構(gòu)件4彼此相連。第一襯底部分3a和第二襯底部分北可以分離地形成，或者可以從要形成的單個(gè)襯底分離。在第一襯底部分3a和第二襯底部分北上形成陣列波導(dǎo)衍射光柵(AWG)。AWG5包括平板波導(dǎo)51、每個(gè)具有不同光學(xué)路徑長度的多個(gè)不同波導(dǎo)的陣列波導(dǎo)52、平板波導(dǎo)53、 包括多個(gè)波導(dǎo)的輸出波導(dǎo)M。在實(shí)施例中，平板波導(dǎo)51在與通過平板波導(dǎo)51的光路徑相交的平面上分為兩個(gè)部分，其中在第一襯底部分3a上提供是分離的平板波導(dǎo)51的一部分的分離的平板波導(dǎo)51a，并在第二襯底部分北上提供是另一部分的分離的平板波導(dǎo)51b。請注意，在分離的平板波導(dǎo)51a和分離的平板波導(dǎo)51b之間形成的分離部分中形成空間9。在第二襯底部分北上，除了分離的平板波導(dǎo)51b之外，提供了馬赫-增德爾干涉儀(MZI) 6。MZI6包括輸入波導(dǎo)61、分光器62、和支路波導(dǎo)63a和63b。支路波導(dǎo)63a和63b 布置為彼此相鄰，從而傳輸通過各波導(dǎo)的光在MZI6的輸出部分中彼此干涉，其中相鄰的支路波導(dǎo)63a和6 光耦合到分離的平板波導(dǎo)51b。因此，MZI6、分離的平板波導(dǎo)51b、和分離的平板波導(dǎo)51a被布置為傳輸通過MZI6的光進(jìn)入分離的平板波導(dǎo)51b，并進(jìn)一步進(jìn)入分離的平板波導(dǎo)51a。應(yīng)注意的是，在實(shí)施例中，示出的示例是提供了一個(gè)輸入波導(dǎo)61，但是可以平行地布置兩個(gè)或更多輸入波導(dǎo)61。在支路波導(dǎo)63a和6 中的每一個(gè)中，形成用于在其中填充用作溫度補(bǔ)償材料的材料(以下將要描述的補(bǔ)償材料)以對MZI6進(jìn)行無熱化的溫度補(bǔ)償溝槽6 和64b。應(yīng)注意的是，在實(shí)施例中，在支路波導(dǎo)63a和6 中均提供了溫度補(bǔ)償溝槽6 和64b，但是可以在支路波導(dǎo)63a和63b中的任何一個(gè)中提供溫度補(bǔ)償溝槽。另外，輸入光纖7光耦合到MZI6的輸入波導(dǎo)61，而多個(gè)輸出光纖8光耦合到AWG5 的輸出波導(dǎo)討。補(bǔ)償構(gòu)件4是下述構(gòu)件，當(dāng)AWG5的使用環(huán)境的溫度變化了預(yù)定溫度時(shí)，其由于熱膨脹而膨脹/收縮，從而第二襯底部分北移動預(yù)定量。補(bǔ)償構(gòu)件4例如包括鋁。也就是說，補(bǔ)償構(gòu)件4用作下述機(jī)構(gòu)，其用于在減少AWG5的每個(gè)傳輸中心波長的溫度依賴性變化的方向上，移動分離的平板波導(dǎo)51b (即，第二襯底部分51b)，換言之，補(bǔ)償構(gòu)件4用作下述機(jī)構(gòu)，其用于通過根據(jù)溫度的變化改變分離的平板波導(dǎo)51a和分離的平板波導(dǎo)51b之間的相對位置，來減少AWG5的傳輸波長的溫度依賴性。在圖1中，經(jīng)由具有緩沖性質(zhì)的彈性構(gòu)件(未示出)在封裝2內(nèi)布置波長復(fù)用器 /解復(fù)用器1，以不阻止由于補(bǔ)償構(gòu)件4的熱膨脹/收縮而使得第一襯底部分3a和第二襯底部分北之間的相對位置的變化。因此，經(jīng)由由于溫度的變化導(dǎo)致熱膨脹/收縮的補(bǔ)償構(gòu)件4連接到第一襯底部分3a的第二襯底部分北將根據(jù)使用環(huán)境的溫度變化在相對于第一襯底部分3a的圖1箭頭方向P上相對地移動。分離的平板波導(dǎo)51b也將根據(jù)溫度的變化在箭頭方向P上移動。因此，即使使用環(huán)境的溫度變化，但是補(bǔ)償構(gòu)件4根據(jù)溫度變化而變形，因此分離的平板波導(dǎo)51b可以相對地移動，以校正光在分離的平板波導(dǎo)51a上的入射位置，并且能夠減少輸出波導(dǎo)M的其上應(yīng)為每個(gè)波長聚焦光的位置處的溫度變化。應(yīng)注意的是，在圖1中，波長復(fù)用器/解復(fù)用器1通過從光纖7接收輸入光，并將輸出光從光纖8輸出來用作解復(fù)用器，并且還通過從光纖8接收輸入光，并將輸出光從光纖 7輸出來用作復(fù)用器。在實(shí)施例中，如圖1和圖2中所示，用相同的補(bǔ)償材料10覆蓋包括空間9和溫度補(bǔ)償溝槽6 和64b的整個(gè)芯片。從折射率匹配的觀點(diǎn)，在使用溫度附近，補(bǔ)償材料10與AWG5和MZI6的波導(dǎo)芯(例如，二氧化硅基玻璃)的折射率基本相同，并且還從MZI6的無熱化的觀點(diǎn)，折射率的溫度依賴系數(shù)dri2/dT的正負(fù)號與波導(dǎo)芯的折射率的溫度依賴系數(shù)dni/dT相反，其中前者的絕對值是后者的大約30至40倍。其中Ii1是上述波導(dǎo)芯的折射率，而n2是補(bǔ)償材料的折射率。因此，在作為平板的切割部分的空間9中，補(bǔ)償材料作為折射率匹配材料用于減少傳播光的反射和/或輻射損耗，而在溫度補(bǔ)償溝槽6 和64b中，作為折射率匹配材料的補(bǔ)償材料減少了傳播光的輻射損耗，而且還根據(jù)環(huán)境溫度，在與波導(dǎo)芯相反的方向改變其折射率。因此，補(bǔ)償材料用于抑制作為MZI6的整個(gè)支路波導(dǎo)63a和6 的折射率的溫度變化，并且減少了 MZI6的傳輸波長的溫度依賴性。另外，補(bǔ)償材料10優(yōu)選地具有足夠程度的硬度使得不會阻止補(bǔ)償構(gòu)件4執(zhí)行的 AWG5的溫度補(bǔ)償操作(對應(yīng)于溫度變化的分離的平板波導(dǎo)51(第二襯底部分3b)的移動)， 并且具體地，補(bǔ)償材料優(yōu)選的形式是具有10000mm2/s或更低粘度的液體。另外，可以使用樹脂作為本發(fā)明的補(bǔ)償材料，其中所述樹脂當(dāng)被插入在空間9中時(shí)變形到不阻止補(bǔ)償構(gòu)件 4執(zhí)行的AWG5的上述溫度補(bǔ)償操作的程度。另外，為了確保在高溫度和高濕度環(huán)境下的可靠性，補(bǔ)償材料優(yōu)選地是不溶于水的。例如，當(dāng)將二氧化硅基玻璃用作AWG5和MZI6的波導(dǎo)芯時(shí)，例如硅油或硅凝膠可以用作這樣的補(bǔ)償材料，并且具體地，可以使用信越化學(xué)有限公司制造的名稱為0F-38E的產(chǎn)品，道康寧東麗有限公司制造的名稱為0P-101的產(chǎn)品，信越化學(xué)有限公司制造的名稱為 X38-7427的產(chǎn)品，以及信越化學(xué)有限公司制造的名稱為X38-452的產(chǎn)品等。如上所述，在本實(shí)施例中，重要的是在通過將AWG5與MZI6組合形成的波長復(fù)用器/解復(fù)用器中，用于匹配是分離的AWG5的平板波導(dǎo)51a和51b的折射率的折射率匹配材料，以及用于MZI6的無熱化的溫度補(bǔ)償材料是相同的補(bǔ)償材料，并且不阻止分離的平板波導(dǎo)51a和51b之間的消除了每個(gè)傳輸中心波長的溫度依賴變化的程度的相對位置變化。因此，在實(shí)施例中，作為補(bǔ)償材料，可以使用任何補(bǔ)償材料，只要其折射率匹配AWG和MZI的波導(dǎo)芯的折射率，并且其具有不同于波導(dǎo)芯的溫度依賴系數(shù)的溫度依賴系數(shù)，并且具有可塑性或流動性。另外，如果使用具有不同于波導(dǎo)芯的溫度依賴系數(shù)的符號的溫度依賴系數(shù)的材料作為補(bǔ)償材料，則能夠更加有效地執(zhí)行溫度補(bǔ)償。通過將這樣的補(bǔ)償材料填充到空間9和溫度補(bǔ)償溝槽6 和64b中，溫度補(bǔ)償材料和折射率匹配材料可以是相同的補(bǔ)償材料。因此能夠減少以下因素，諸如由于溫度補(bǔ)償材料和折射率匹配材料的混合或相互化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致的溫度補(bǔ)償特性的劣化，和/或可靠性的降低，包括由于折射率匹配材料進(jìn)入溫度補(bǔ)償材料和芯片中形成的溝槽之間的界面導(dǎo)致的溫度補(bǔ)償材料的脫落。另外，由于溝槽和芯片的切割部分(空間9)可以布置為彼此相鄰， 因此可以減小尺寸。另外，通過減少將要使用的構(gòu)件，能夠減少材料費(fèi)用。另外，由于無需用保護(hù)膜覆蓋已經(jīng)填充有溫度補(bǔ)償材料的溫度補(bǔ)償溝槽，或者提供用于抑制溫度補(bǔ)償材料的流出的溝槽，因此可以簡化設(shè)備的構(gòu)造。在下文中，考慮上述實(shí)施例的補(bǔ)償材料的狀況，在具有dn2/dT = -40X 10_5(1/°C ) (而二氧化硅玻璃具有dni/dT =大約1X10_5(1/°C ))并且具有大約1000mm2/S粘度的硅油作為補(bǔ)償材料填充到空間9和溫度補(bǔ)償溝槽64a的情況下，測量波長復(fù)用器/解復(fù)用器的中心波長對于溫度變化的依賴性，并且進(jìn)行波長復(fù)用器/解復(fù)用器的可靠性測試。應(yīng)注意的是，使用具有22GHz的FSR的MZI作為MZI6，在MZI6的支路波導(dǎo)63a中提供長度約為 240 μ m的溫度補(bǔ)償溝槽64a。注意的是，在支路波導(dǎo)63b中沒有提供溫度補(bǔ)償溝槽。圖3是示出根據(jù)實(shí)施例的波長復(fù)用器/解復(fù)用器的傳輸中心波長的溫度依賴性的示意圖。為了比較，在圖3中，還示出了沒有被無熱化的波長復(fù)用器/解復(fù)用器的中心波長的溫度依賴性。從圖3可見，可以通過實(shí)施例的構(gòu)造補(bǔ)償波長復(fù)用器/解復(fù)用器的中心波長的溫度依賴性。圖4是示出根據(jù)實(shí)施例的波長復(fù)用器/解復(fù)用器的可靠性測試中的傳輸中心波長變化的時(shí)間變化的圖。為了比較，在圖4中，還示出了當(dāng)將硬度為25的硅酮樹脂作為溫度補(bǔ)償材料填充到MZI6的溫度補(bǔ)償溝槽6 并且將粘度為3000mm2/s的硅油作為折射率匹配材料填充到空間9中時(shí)的中心波長變化的時(shí)間變化(即，現(xiàn)有技術(shù)示例的中心波長變化的時(shí)間變化)。從圖4可見，在現(xiàn)有技術(shù)示例中，隨著時(shí)間流逝，產(chǎn)生中心波長變化的增加，而在本實(shí)施例的波長復(fù)用器/解復(fù)用器中，即使在時(shí)間流逝之后，中心波長也保持基本恒定，并且可以獲得更高的可靠性。以此方式，根據(jù)實(shí)施例，可以改進(jìn)波長復(fù)用器/解復(fù)用器1的傳輸中心波長的時(shí)間穩(wěn)定性，并且即使在經(jīng)過很長時(shí)間之后，也可以很好地操作波長復(fù)用器/解復(fù)用器1。接著，在將上述硅油作為補(bǔ)償材料的情況下，將解釋制造波長復(fù)用器/解復(fù)用器的方法。圖5是示出制造根據(jù)實(shí)施例的波長復(fù)用器/解復(fù)用器的步驟的視圖。在圖5中，在步驟S51，在尚未被分離為第一襯底部分3a和第二襯底部分北的襯底上形成AWG5和MZI6。注意的是，可以通過使用通常使用的方法形成AWG5和MZI6。接著， 在步驟S52，在步驟S51中制造的MZI6的支路波導(dǎo)63a和6 的每一個(gè)中通過干法刻蝕等等來形成溫度補(bǔ)償溝槽6 和64b。接著，在步驟S53，通過使用劃片機(jī)等在與通過平板波導(dǎo)51的光路徑相交的平面上分離平板波導(dǎo)51，并且將其切割以形成分離的平板波導(dǎo)51a和 51b，并且其中形成有AWG5和MZI6的襯底被分離為第一襯底部分3a和第二襯底部分北。接著，在步驟S54，打磨輸入光纖7的端表面、輸出光纖8的端表面、以及這些光纖被耦接到的波長復(fù)用器/解復(fù)用器1的端表面，并將輸入光纖7和輸出光纖8結(jié)合到波長復(fù)用器/解復(fù)用器1。接著，在步驟S55，第一襯底部分3a和第二襯底部分北經(jīng)由補(bǔ)償構(gòu)件4彼此固定。此時(shí)，分離的平板波導(dǎo)51a和分離的平板波導(dǎo)51b被布置為彼此相對，并經(jīng)由補(bǔ)償構(gòu)件4將分離的第一襯底部分3a和第二襯底部分北彼此相連。注意的是，可以用粘結(jié)劑等將補(bǔ)償構(gòu)件4結(jié)合到第一襯底部分3a和第二襯底部分北。接著，在步驟S56中， 經(jīng)由彈性構(gòu)件(未示出)將具有第一襯底部分3a、第二襯底部分北、和補(bǔ)償構(gòu)件4的波長復(fù)用器/解復(fù)用器1布置在封裝2中。以此方式，通過步驟S51至S56，制備了具有未填充有補(bǔ)償材料10的溫度補(bǔ)償溝槽 64a和64b和空間9的波長復(fù)用器/解復(fù)用器1。接著，在步驟S57，將作為補(bǔ)償材料的硅油提供給在步驟56中布置在封裝中的波長復(fù)用器/解復(fù)用器1，并且將相同的硅油填充到空間9和溫度補(bǔ)償溝槽6 和64b中。因此，在封裝2中，用硅油浸沒波長復(fù)用器/解復(fù)用器1。接著，在步驟S58中，蓋放置在封裝2上，通過縫焊、激光焊接等將蓋和封裝2接合在一起，從而密封封裝。因此，密封了具有填充有硅油的空間9和溫度補(bǔ)償溝槽6 和64b 的波長復(fù)用器/解復(fù)用器1。 在實(shí)施例中，填充到空間9的材料和填充到溫度補(bǔ)償溝槽6 和64b的材料是相同的補(bǔ)償材料，并且基本整個(gè)芯片(波長復(fù)用器/解復(fù)用器1)浸沒在補(bǔ)償材料中。即，形成在MZI6的支路波導(dǎo)63a和63b中的溫度補(bǔ)償溝槽6 和64b以及作為芯片的切割部分的空間9被同時(shí)填充有用作折射率匹配材料并且還用作溫度補(bǔ)償材料的材料(補(bǔ)償材料)。 因此，可以降低裝配成本，并且還能夠保護(hù)了芯片。傳統(tǒng)上，對應(yīng)于圖5的步驟S57的步驟是將折射率匹配材料填充到平板波導(dǎo)的分離部分中的步驟，并且進(jìn)一步，在對應(yīng)于步驟SM的步驟和對應(yīng)于步驟S55的步驟之間需要額外地執(zhí)行兩個(gè)步驟將樹脂作為溫度補(bǔ)償材料填充到在MZI的支路波導(dǎo)中形成的溫度補(bǔ)償溝槽中的步驟；以及固化樹脂的步驟。然而，在實(shí)施例中，可以取消這兩個(gè)步驟。另外，整個(gè)波長復(fù)用器/解復(fù)用器是密封的，因此，可以獲得如在普通無熱AWG中一樣的高可靠性。另外，補(bǔ)償材料是諸如硅油的液體，從而可以將補(bǔ)償材料容易地填充到其中需要補(bǔ)償材料的部分(溫度補(bǔ)償溝槽6 和64b、以及空間9)中，而且能夠獲得優(yōu)秀的溫度補(bǔ)償特性而沒有阻止因補(bǔ)償構(gòu)件4造成的AWG部分的位置變化。同時(shí)，在上述實(shí)施例中，已解釋了諸如硅油的液體作為根據(jù)實(shí)施例的補(bǔ)償材料。然而，通過使用具有上述補(bǔ)償材料的性質(zhì)的凝膠(例如，可變形到溫度補(bǔ)償操作不被阻止的程度的硅凝膠)或者樹脂(例如，可變形到溫度補(bǔ)償操作不被阻止的程度的硅樹脂)，可以僅在其中需要補(bǔ)償材料的溫度補(bǔ)償溝槽6 和64b以及空間9中布置補(bǔ)償材料。另外，通過將補(bǔ)償材料設(shè)置為凝膠，可以容易地填充補(bǔ)償材料，同時(shí)可以獲得不阻止因補(bǔ)償構(gòu)件造成的AWG部分的位置變化的程度的補(bǔ)償材料的硬度，并且與液體的情況下相比，可以更多地改進(jìn)處理性質(zhì)。此外，通過將補(bǔ)償材料設(shè)置為硅樹脂，可以獲得足夠的補(bǔ)償材料特性，其中組合了折射率匹配和折射率的溫度依賴性。應(yīng)注意的是，當(dāng)使用凝膠或樹脂作為補(bǔ)償材料時(shí)，可以在步驟S57和步驟S58之間執(zhí)行固化填充到溫度補(bǔ)償溝槽6 和64b以及空間9中的補(bǔ)償材料的步驟。(第二實(shí)施例)在現(xiàn)有技術(shù)中，已提出將固態(tài)樹脂材料用作用于MZI的無熱化的溫度補(bǔ)償材料， 并且將油或凝膠形式的材料用作分離的平板波導(dǎo)之間的折射率匹配材料。作為在根據(jù)第一實(shí)施例的包括MZI和AWG(也稱為“MZI-AWG”)的波長復(fù)用器/解復(fù)用器中使用的用作溫度補(bǔ)償材料并且還用作折射率匹配材料的補(bǔ)償材料，將使用具有流動性和可塑性的液體或凝膠形式的材料或者樹脂形式的材料以不阻止在對應(yīng)于溫度的變化的切割芯片之間的相對位置變化。另一方面，為了在MZI-AWG中獲得想要的波長帶區(qū)域中平坦的傳輸帶特性，MZI部分的傳輸波長特性和AWG部分的傳輸波長特性需要在想要的波長帶區(qū)域中彼此同步。然而，由于MZI部分和AWG部分中的每一個(gè)具有制造誤差，并且兩者的傳輸波長特性在制造時(shí)一般彼此不同步，執(zhí)行通過UV光等的MZI的支路波導(dǎo)部分的相位修整以及AWG的切割部分的位置調(diào)整，以獲取想要的特性。在現(xiàn)有技術(shù)中，由于溫度補(bǔ)償材料為固態(tài)，因此在填充和固化溫度補(bǔ)償材料之后執(zhí)行通過紫外線等的MZI的相位修整，從而將MZI調(diào)整為想要的特性，然后，通過調(diào)整和固定AWG的切割部分的位置來獲得想要的特性。在實(shí)施例中，將要解釋在第一實(shí)施例中解釋的波長復(fù)用器/解復(fù)用器(MZI-AWG) 中將MZI的傳輸波長特性匹配到AWG的傳輸波長特性的方法。圖6是示出制造根據(jù)實(shí)施例的波長復(fù)用器/解復(fù)用器的方法的視圖。在實(shí)施例中， 將要解釋使用硅油作為補(bǔ)償材料的情況。注意的是，在圖6中，由于步驟S61至S64以及步驟S69至S72與圖5的步驟S51至S58相同，因此將省略對其的解釋。在圖6中，在執(zhí)行步驟S61至步驟S64之后，在步驟S65中，將與在步驟S71中使用的硅油相同的硅油填充到溫度補(bǔ)償溝槽6 和64b中。由于為了 MZI6的相位修整而執(zhí)行該步驟，因此可以將該步驟稱為補(bǔ)償材料的臨時(shí)填充。接著，在步驟S66中，在補(bǔ)償材料被臨時(shí)填充的狀態(tài)下，將預(yù)定波長帶的光從輸入光纖7輸入到具有當(dāng)前構(gòu)造的波長復(fù)用器 /解復(fù)用器1，并且檢測從輸出光纖8輸出的光，從而確定MZI6的傳輸波長特性以及AWG5 的傳輸波長特性是否彼此同步，并且執(zhí)行對MZI6的特性評估。接著，在步驟S67中，基于在步驟S66中的特性評估的結(jié)果，執(zhí)行通過到MZI的支路波導(dǎo)上的紫外線照射等等的相位修整，使得MZI6的傳輸波長特性與AWG5的傳輸波長特性一致。因此，在想要的波長帶區(qū)域中， MZI6的傳輸波長特性可以與AWG5的傳輸波長特性匹配。接著，在步驟S68中，移除臨時(shí)填充到溫度補(bǔ)償溝槽6 和64b的硅油。本實(shí)施例的波長復(fù)用器/解復(fù)用器與第一實(shí)施例的波長復(fù)用器/解復(fù)用器基本相同，但是與第一實(shí)施例的不同之處在于在制造中間的步驟中，補(bǔ)償材料被臨時(shí)填充到在 MZI6的支路波導(dǎo)中形成的溫度補(bǔ)償溝槽6 和64b中，并且評估MZI6的特性，并且在補(bǔ)償材料的主填充(在步驟S71中的填充)之前執(zhí)行對MZI6的相位修整。以此方式，在臨時(shí)填充補(bǔ)償材料的狀態(tài)下執(zhí)行對MZI6的特性的調(diào)整，因此MZI部分的傳輸波長特性和AWG部分的傳輸波長特性可以彼此同步，并可以容易地獲得想要的特性。根據(jù)本發(fā)明，在包括馬赫-增德爾干涉儀和陣列波導(dǎo)光柵的波長復(fù)用器/解復(fù)用器中，可以用簡單的構(gòu)造減少在馬赫-增德爾干涉儀中提供的溫度補(bǔ)償材料的劣化和脫落。
權(quán)利要求
1.一種波長復(fù)用器/解復(fù)用器，包括具有耦合到一個(gè)或多個(gè)第一波導(dǎo)的兩個(gè)支路波導(dǎo)的馬赫-增德爾干涉儀；以及陣列波導(dǎo)衍射光柵，其包括耦合到所述馬赫-增德爾干涉儀的第一平板波導(dǎo)、耦合到所述第一平板波導(dǎo)的具有多個(gè)不同光學(xué)路徑長度的波導(dǎo)的陣列波導(dǎo)、耦合到所述陣列波導(dǎo)的第二平板波導(dǎo)、以及平行地布置并耦合到所述第二平板波導(dǎo)的多個(gè)第二波導(dǎo)，其中，所述第一平板波導(dǎo)在與通過所述第一平板波導(dǎo)的光的路徑相交的平面中分離，所述波長復(fù)用器/解復(fù)用器進(jìn)一步包括第一構(gòu)件，在其中提供了分離的第一平板波導(dǎo)中的一個(gè)和所述馬赫-增德爾干涉儀； 第二構(gòu)件，在其中提供了分離的第一平板波導(dǎo)中的另一個(gè)和所述陣列波導(dǎo)；以及溫度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，其通過根據(jù)溫度的變化移動所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件中的至少一個(gè)來改變所述分離的第一平板波導(dǎo)中的一個(gè)和所述分離的第一平板波導(dǎo)中的另一個(gè)之間的相對位置，從而陣列波導(dǎo)衍射光柵的傳輸中心波長的溫度依賴性降低，其中在所述馬赫-增德爾干涉儀的兩個(gè)支路波導(dǎo)中的至少一個(gè)中形成有與所述支路波導(dǎo)交叉設(shè)置的溝槽，并且在所述溝槽中以及在所述分離的第一平板波導(dǎo)中的一個(gè)和所述另一個(gè)之間填充相同的補(bǔ)償材料，所述相同的補(bǔ)償材料具有匹配所述陣列波導(dǎo)衍射光柵的波導(dǎo)芯和所述馬赫-增德爾干涉儀的折射率的折射率、與所述波導(dǎo)芯的溫度依賴系數(shù)不同的溫度依賴系數(shù)、和可塑性或流動性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的波長復(fù)用器/解復(fù)用器，其中所述補(bǔ)償材料是液體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的波長復(fù)用器/解復(fù)用器，其中所述補(bǔ)償材料是凝膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的波長復(fù)用器/解復(fù)用器，其中所述補(bǔ)償材料是硅樹脂。
5.一種用于制造根據(jù)權(quán)利要求1所述的波長復(fù)用器/解復(fù)用器的方法，所述方法包括以下步驟制備下述構(gòu)造，其中形成有所述陣列波導(dǎo)衍射光柵、所述馬赫-增德爾干涉儀、以及所述溫度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)；并且將相同的補(bǔ)償材料填充到所述溝槽中，以及所述分離的第一平板波導(dǎo)中的一個(gè)和另一個(gè)之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，進(jìn)一步包括以下步驟在填充相同的補(bǔ)償材料之前，將所述相同的補(bǔ)償材料填充到所述溝槽中； 對所述馬赫-增德爾干涉儀執(zhí)行相位修整，從而所述陣列波導(dǎo)衍射光柵的傳輸波長特性和所述馬赫-增德爾干涉儀的傳輸波長特性彼此同步；并且在所述相位修整完成之后，移除填充到所述溝槽中的所述補(bǔ)償材料。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種波長復(fù)用器/解復(fù)用器及其制造方法，所述波長復(fù)用器/解復(fù)用器包括馬赫-增德爾干涉儀和陣列波導(dǎo)衍射光柵，所述波長復(fù)用器/解復(fù)用器具有簡單的構(gòu)造，并且可以降低在馬赫-增德爾干涉儀中提供的溫度補(bǔ)償材料的溫度補(bǔ)償特性的劣化或者溫度補(bǔ)償材料的脫落。波長復(fù)用器/解復(fù)用器包括包括兩個(gè)分離的平板波導(dǎo)的AWG和包括兩個(gè)支路波導(dǎo)的MZI。在兩個(gè)支路波導(dǎo)中形成溫度補(bǔ)償溝槽，其中在溫度補(bǔ)償溝槽和兩個(gè)分離的平板波導(dǎo)之間的空間中，填充補(bǔ)償材料，其折射率匹配AWG或馬赫-增德爾干涉儀的補(bǔ)償材料的折射率，該補(bǔ)償材料具有的溫度依賴系數(shù)的符號不同于波導(dǎo)芯的溫度依賴系數(shù)的符號，并且該補(bǔ)償材料具有可塑性或者流動性。
文檔編號G02B6/12GK102313925SQ20111019106
公開日2012年1月11日 申請日期2011年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月2日
發(fā)明者奈良一孝, 川島洋志, 長谷川淳一 申請人:古河電氣工業(yè)株式會社